바나나 껍질과 파인애플 껍질 Ester Synthetase를 이용한 Ethyl Butyrate의 효소적 합성 Enzymatic Synthesis of Ethyl Butyrate Using Ester Synthetase Derived from Banana Peel and Pineapple Peel원문보기
바나나 껍질과 파인애플 껍질에서 식품의 향에 가장 많이 사용되는 ethyl butyrate를 합성할 수 있는 ester synthetase의 최적 조건을 확립하고자 반응표면분석(response surface methodology, RSM)을 사용하였다. RSM 분석 결과 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 38.7050 mM, butyric acid의 농도가 50.9019 mM, 반응시간이 4.3662시간일 때 최대 예측값은 45.8199 mM이었다. 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 54.6502 mM, butyric acid의 농도가 58.7638 mM, 반응시간이 4.7436시간일 때 최대 예측 값은 65.1087 mM임을 알 수 있었다. 결론적으로 ethyl butyrate 합성을 위해서는 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase보다는 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase가 더 효율이 높음을 알 수 있었다. 앞으로 이들의 연속 대량 생산을 위해서 효소의 고정화 방법과 연속적인 기질 투입을 위한 기술 등의 개발이 더 이루어진다면 천연향 원료의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
바나나 껍질과 파인애플 껍질에서 식품의 향에 가장 많이 사용되는 ethyl butyrate를 합성할 수 있는 ester synthetase의 최적 조건을 확립하고자 반응표면분석(response surface methodology, RSM)을 사용하였다. RSM 분석 결과 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 38.7050 mM, butyric acid의 농도가 50.9019 mM, 반응시간이 4.3662시간일 때 최대 예측값은 45.8199 mM이었다. 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 54.6502 mM, butyric acid의 농도가 58.7638 mM, 반응시간이 4.7436시간일 때 최대 예측 값은 65.1087 mM임을 알 수 있었다. 결론적으로 ethyl butyrate 합성을 위해서는 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase보다는 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase가 더 효율이 높음을 알 수 있었다. 앞으로 이들의 연속 대량 생산을 위해서 효소의 고정화 방법과 연속적인 기질 투입을 위한 기술 등의 개발이 더 이루어진다면 천연향 원료의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
Currently, the consumer trends are increasing towards "natural" in all food systems. Therefore, in the flavor industry, the production of flavor esters by "natural" methods are needed. On the other hand, "natural flavor" is expensive to produce because of the limited natural source. Recently, the fl...
Currently, the consumer trends are increasing towards "natural" in all food systems. Therefore, in the flavor industry, the production of flavor esters by "natural" methods are needed. On the other hand, "natural flavor" is expensive to produce because of the limited natural source. Recently, the flavor obtained from the enzyme or microbial could be represented as "natural flavor". Ethyl butyrate is used most frequently as a fruity aroma in drinks and the processed food industry. In this study, ethyl butyrate was synthesized enzymatically using the ester synthetase obtained from the waste of pineapple and banana peel. The ethyl butyrate production optimization was analyzed using a response surface methodology. The enzyme reaction variances were composed of the ethanol content, butyric acid content, and reaction time. As a result, in ester synthetase obtained from banana peel, the maximum predicted production amounts were 45.8199 mM at an ethanol content of 38.7050 mM, butyric acid content of 50.9019 mM, and reaction time of 4.3662 h. In ester synthetase obtained from pineapple peel, the maximum predicted production was 65.1087 mM at an ethanol content of 54.6502 mM, butyric acid content of 58.7638 mM, and reaction time of 4.7436 h. In conclusion, ethyl butyrate production was shown the more useful using the ester synthetase obtained from pineapple peel than that from banana peel.
Currently, the consumer trends are increasing towards "natural" in all food systems. Therefore, in the flavor industry, the production of flavor esters by "natural" methods are needed. On the other hand, "natural flavor" is expensive to produce because of the limited natural source. Recently, the flavor obtained from the enzyme or microbial could be represented as "natural flavor". Ethyl butyrate is used most frequently as a fruity aroma in drinks and the processed food industry. In this study, ethyl butyrate was synthesized enzymatically using the ester synthetase obtained from the waste of pineapple and banana peel. The ethyl butyrate production optimization was analyzed using a response surface methodology. The enzyme reaction variances were composed of the ethanol content, butyric acid content, and reaction time. As a result, in ester synthetase obtained from banana peel, the maximum predicted production amounts were 45.8199 mM at an ethanol content of 38.7050 mM, butyric acid content of 50.9019 mM, and reaction time of 4.3662 h. In ester synthetase obtained from pineapple peel, the maximum predicted production was 65.1087 mM at an ethanol content of 54.6502 mM, butyric acid content of 58.7638 mM, and reaction time of 4.7436 h. In conclusion, ethyl butyrate production was shown the more useful using the ester synthetase obtained from pineapple peel than that from banana peel.
본 연구는 소비자들의 “natural”을 선호하는 소비자 선호도를 만족시키기 위해 waste로 버려지는 바나나 껍질과 파인애플 껍질에서 ester synthetase를 추출하고 기질을 ethanol과 butyric acid로 농도, 시간, 온도 등을 변수로 한 반응 향의 생성가능성을 조사하여 ethyl butyrate의 효소적 생산에 대한 기초자료로 활용하고자 하였다.
대상 데이터
바나나와 파인애플은 시장에서 구입하여 껍질 부분만 사용하였다. 기질로 사용한 analytical grade의 ethanol과 butyric acid는 Sigma-Aldrich Co.
데이터처리
RSM 분석은 Minitab 프로그램(ver 14, Minitab Inc., State College, PA, USA) 중심합성법을 이용하여 최적화 조건을 도출하였고, 도출된 조건에 따른 실험을 실시하여 얻어진 결과로 반응표면분석을 실시하였다.
이론/모형
효소 반응에서 기질의 양과 반응시간은 매우 중요한 요인변수이다. 본 연구에서는 바나나 껍질과 파인애플 껍질에서 식품의 향에 가장 많이 사용되는 ethyl butyrate를 합성할 수 있는 ester synthetase의 최적 조건을 확립하고자 반응표면분석(response surface methodology, RSM) 중심합성계획법을 적용하였다. Ester synthetase를 이용하여 ethyl butyrate를 합성하기 위해서 ethanol 함량(10~50 mM), butyric acid 함량(10~50 mM) 그리고 반응시간(0~5 h)을 -1.
성능/효과
3662보다 더 길어지는 것을 알 수 있었다. 결과를 종합해볼 때 바나나에서 회수한 ester synthetase와 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase의 특징은 다른 것으로 판단되며, 시간은 조금 더 걸리지만 ethyl butyrate 합성을 위해서는 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase보다는 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase가 더 효율이 높음을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
반응표면분석을 사용하여 분석한 결과, 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은?
바나나 껍질과 파인애플 껍질에서 식품의 향에 가장 많이 사용되는 ethyl butyrate를 합성할 수 있는 ester synthetase의 최적 조건을 확립하고자 반응표면분석(response surface methodology, RSM)을 사용하였다. RSM 분석 결과 바나나 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 38.7050 mM, butyric acid의 농도가 50.9019 mM, 반응시간이 4.3662시간일 때 최대 예측값은 45.8199 mM이었다. 파인애플 껍질에서 회수한 ester synthetase의 ethyl butyrate 합성 최적 조건은 ethanol의 농도가 54.
ethyl ester는 어떤 용도로 사용되는가?
특히 ester 향은 식품에서 바람직한 과일 향의 기본 향으로 자주 사용되고 있으며 이들 중 ethyl ester는 음료나 가공식품의 과일 향으로 주로 사용되고 있다(4). Ethyl ester 중 ethyl butyrate는 식품 향으로 자주 다량 사용되고 있으며 그 사용량이 증가하고 있다.
천연원료에서 추출한 향기 성분은 어떤 장점과 단점을 갖는가?
식품에 사용되는 향기 성분은 과일 및 허브 등 천연원료에서 추출하거나 화학적으로 합성한 것을 주로 사용한다. 천연원료에서 추출한 향기 성분은 “natural”이라는 장점이 있지만 천연원료 및 추출과정에 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 화학적으로 합성한 향기 성분은 생산 비용을 감소시킬 수는 있지만 “natural”이라는 표현을 할 수 없다는 단점이 있다(2,3).
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